[发明专利]一种数显式高差仪及测量方法

说明书

本发明涉及测量领域，具体为一种数显式高差仪及测量方法，包括壳体、多联角位移传感器、电池组件、解算处理模块、显示模块、开关按钮、铅锤式摇臂、第一测量摇臂、第二测量摇臂；所述多联角位移传感器固定在壳体内；所述多联角位移传感器的转轴上同轴设置有铅锤式摇臂、第一测量摇臂、第二测量摇臂，在壳体上分别安装电池组件、解算处理模块、显示模块、开关按钮，组成完整电路系统。克服了现有技术中的缺点，通过角位移传感器采集角度，三角函数解算直接读取两点高度差的方法。使用方法简单，操作方便，成本较低；本发明体积较小，对使用空间要求低，适用于各种场景、空间内使用。

技术领域

本发明涉及测量领域，数字化测量两点的高度差。具体为一种数显式高差仪及测量方法。

背景技术

对于飞机制造领域和工程、工业领域常常需要测量两个点的相对高度差，多采用人工使用直尺测量，该方式误差较大，与航空制造领域高精度的要求不符，若采用激光跟踪仪器测量，则成本高、操作复杂且需开阔空间，使用费时费力，且需专业人员操作，不利于广泛使用。

发明内容

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种通过角位移传感器采集角度，三角函数解算直接读取两点高度差的方法。

技术方案

一种数显式高差仪，包括壳体1、多联角位移传感器2、电池组件3、解算处理模块4、显示模块5、开关按钮6、铅锤式摇臂7、第一测量摇臂8、第二测量摇臂9；

所述多联角位移传感器2固定在壳体1内；所述多联角位移传感器2的转轴上同轴设置有铅锤式摇臂7、第一测量摇臂8、第二测量摇臂9，在壳体1上分别安装电池组件3、解算处理模块4、显示模块5、开关按钮6，组成完整电路系统。

所述铅锤式摇臂7、第一测量摇臂8、第二测量摇臂9可沿多联角位移传感器2的转轴自由旋转。

所述第一测量摇臂8、第二测量摇臂9前端设有测量尖端，铅锤式摇臂7的前端为铅锤结构，保证铅锤式摇臂7始终垂直向下。

所述第一测量摇臂8与第二测量摇臂9等长。

一种数显式高差仪的测量方法，包括如下步骤：

第一测量摇臂8和第二测量摇臂9长度已知，测量两个空间点的高度差，先设置多联角位移传感器2的零位，按压开关按钮6后，将第一测量摇臂8、第二测量摇臂9的测量端接触需测量的两点，并保持铅锤式摇臂7在自由摆动的垂直状态下，此时第一测量摇臂8、第二测量摇臂9、铅锤式摇臂7形成三个角度值，经解算处理模块4判断第一测量摇臂8、第二测量摇臂9、铅锤式摇臂7形成的三个角度值的大小关系。

判定选取解算公式，即若铅锤式摇臂7的角度值介于第一测量摇臂8和第二测量摇臂9的角度值之间，

则选取图2的解算公式计算，其中b、e点为需测量高度差的两点，a点为多联角位移传感器转轴中心点，ag是多联角位移传感器 2设置的基准零位，ae是第一测量摇臂8的长度ab是第二测量摇臂9的长度，bc是b、e点的高度差，ad为铅锤式摇臂7延长线，其中d点为铅锤式摇臂7延长线与ce的交点，f为铅锤式摇臂7延长线与b、e两点连线的的交点，α1是第一测量摇臂8的转动角度，α3是第二测量摇臂9的转动角度，α2是铅锤式摇臂7的转动角度，α4为线ab、af夹角，α5为线ae、af夹角,α6为线ab、ae夹角，α7为线ba、be夹角，α8为线fb、fa夹角,α9为线ea、ef夹角, α10为线fd、fe夹角,α11为线ed、ef夹角,α12为线da、de 夹角且为直角，α13为线ce、cb夹角且为直角。

已知三角形△abe，ab、ae两边长且ab＝ae，已知角α₁、α₂、α₃，

当α₃α₂α₁时，由图2可知：